stringtranslate.com

Цикл Меркурия

Физический цикл ртути

Круговорот ртути — это биогеохимический цикл, на который влияют естественные и антропогенные процессы, преобразующие ртуть через множество химических форм и сред.

Ртуть присутствует в земной коре и в различных формах на поверхности Земли. Она может быть элементарной, неорганической или органической. [1] Ртуть существует в трех степенях окисления: 0 (элементарная ртуть), I (ртутистая ртуть) и II (ртутная ртуть).

Выбросы ртути в атмосферу могут быть первичными источниками, которые высвобождают ртуть из литосферы , или вторичными источниками, которые обмениваются ртутью между поверхностными резервуарами. [2] Ежегодно более 5000 метрических тонн ртути выбрасывается в атмосферу за счет первичных выбросов и вторичных повторных выбросов. [3]

Источники ртути

Образец ртутно-сульфидной руды, киноварь

Первичные источники

Первичные источники выбросов ртути могут быть естественными или антропогенными . [4] Большая часть природной ртути встречается в виде минерала сульфида ртути , киновари , которая является одной из немногих значительных руд ртути. [5] [6] Богатые органикой осадочные породы также могут содержать повышенное количество ртути. Выветривание минералов и геотермальная активность высвобождают ртуть в окружающую среду. [7] [8] Действующие вулканы являются еще одним важным первичным источником природной ртути. [9] Антропогенные первичные источники ртути включают добычу золота, сжигание угля и производство нежелезных металлов, таких как медь или свинец . [8] [10]

Вторичные источники

Вторичные природные источники, которые повторно выбрасывают ранее депонированную ртуть, включают растительность, уклонение от океанов и озер, а также сжигание биомассы , включая лесные пожары . [3] Первичные антропогенные выбросы приводят к увеличению размеров ртути в поверхностных водоемах. [11]

Процессы

Ртуть переносится и распространяется посредством атмосферной циркуляции , которая перемещает элементарную ртуть с суши в океан. [12] Элементарная ртуть в атмосфере возвращается на поверхность Земли несколькими путями. Основной сток элементарной ртути (Hg(0)) в атмосферу происходит через сухое осаждение . [13] С другой стороны, часть элементарной ртути фотоокисляется до газообразной ртути(II) и возвращается на поверхность Земли как через сухое, так и через влажное осаждение . [14] Поскольку фотоокисление происходит очень медленно, элементарная ртуть может циркулировать по всему земному шару, прежде чем окислится и осядет. [14] Влажное и сухое осаждение ответственно за 90% ртути поверхностных вод, включая открытый океан. [15] [16]

Часть осажденной ртути мгновенно улетучивается обратно в атмосферу. [17]

Неорганическая ртуть может быть преобразована бактериями и археями в метилртуть ( [CH 3 Hg] + ), [18] которая биоаккумулируется в морских видах, таких как тунец и рыба-меч , и биоусиливаясь далее по пищевой цепи. [19] [20]

Было обнаружено, что у некоторых ксенофиофоров в организме наблюдается аномально высокая концентрация ртути. [21]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Ртуть и здоровье". www.who.int . Получено 10 апреля 2019 г. .
  2. ^ Beckers F, Rinklebe J (3 мая 2017 г.). «Циклирование ртути в окружающей среде: источники, судьба и последствия для здоровья человека: обзор». Critical Reviews in Environmental Science and Technology . 47 (9): 693–794. Bibcode : 2017CREST..47..693B. doi : 10.1080/10643389.2017.1326277. ISSN  1064-3389. S2CID  99877193.
  3. ^ ab Pirrone N, Cinnirella S, Feng X, Finkelman RB, Friedli HR, Leaner J, Mason R, Mukherjee AB, Stracher GB, Streets DG, Telmer K (2 июля 2010 г.). «Глобальные выбросы ртути в атмосферу из антропогенных и природных источников». Atmospheric Chemistry and Physics . 10 (13): 5951–5964. Bibcode : 2010ACP....10.5951P. doi : 10.5194/acp-10-5951-2010 . ISSN  1680-7324.
  4. ↑ Агентство по охране окружающей среды США, OITA (27 февраля 2014 г.). «Выбросы ртути: глобальный контекст». Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 20 октября 2020 г.
  5. ^ "Киноварь: токсичная руда ртути, когда-то использовавшаяся в качестве пигмента". geology.com . Получено 12 апреля 2019 г. .
  6. ^ Rytuba JJ (2 августа 2002 г.). «Ртуть из месторождений полезных ископаемых и потенциальное воздействие на окружающую среду». Environmental Geology . 43 (3): 326–338. doi :10.1007/s00254-002-0629-5. S2CID  127179672.
  7. ^ Баньято Э, Аюппа А, Парелло Ф, Аллард П, Шинохара Х, Лиуццо М, Джудиче Г (2011). «Новые сведения о вкладе земного вулканизма в глобальный ртутный цикл». Бюллетень вулканологии . 73 (5): 497–510. Бибкод : 2011BVol...73..497B. дои : 10.1007/s00445-010-0419-y. ISSN  0258-8900. S2CID  129282620.
  8. ^ ab Xu J, Bravo AG, Lagerkvist A, Bertilsson S, Sjöblom R, Kumpiene J (январь 2015 г.). «Источники и методы очистки загрязненной ртутью почвы». Environment International . 74 : 42–53. Bibcode : 2015EnInt..74...42X. doi : 10.1016/j.envint.2014.09.007. PMID  25454219.
  9. ^ Гейман, Б. М., Тэкрей, К. П., Джейкоб, Д. Д., Сандерленд, Э. М. (2023). «Влияние вулканических выбросов на глобальный биогеохимический цикл ртути: выводы из спутниковых наблюдений и моделирования химического переноса». Geophysical Research Letters . 50 (21): e2023GRL104667. Bibcode : 2023GeoRL..5004667G. doi : 10.1029/2023GL104667 .
  10. ^ Horowitz HM, Jacob DJ, Amos HM, Streets DG, Sunderland EM (сентябрь 2014 г.). «Исторические выбросы ртути из коммерческих продуктов: глобальные экологические последствия». Environmental Science & Technology . 48 (17): 10242–50. Bibcode : 2014EnST...4810242H. doi : 10.1021/es501337j. PMID  25127072. S2CID  17320659.
  11. ^ "Глобальная оценка ртути 2013: источники, выбросы, высвобождения и перенос в окружающей среде" (PDF) . Программа ООН по окружающей среде . 2013. hdl :20.500.11822/7984. Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2019 г.
  12. ^ Boening DW (2000). «Экологические эффекты, транспорт и судьба ртути: общий обзор». Chemosphere . 40 (12): 1335–1351. Bibcode : 2000Chmsp..40.1335B. doi : 10.1016/S0045-6535(99)00283-0. PMID  10789973.
  13. ^ Driscoll CT, Mason RP, Chan HM, Jacob DJ, Pirrone N (май 2013 г.). «Ртуть как глобальный загрязнитель: источники, пути и эффекты». Environmental Science & Technology . 47 (10): 4967–83. Bibcode : 2013EnST...47.4967D. doi : 10.1021/es305071v. PMC 3701261. PMID  23590191 . 
  14. ^ ab Morel FM, Kraepiel AM, Amyot M (1998). «Химический цикл и биоаккумуляция ртути». Annual Review of Ecology and Systematics . 29 (1): 543–566. doi :10.1146/annurev.ecolsys.29.1.543. ISSN  0066-4162. S2CID  86336987.
  15. ^ Мейсон РП, Фицджеральд УФ, Морель ФМ (1994). «Биогеохимический цикл элементарной ртути: антропогенные влияния». Geochimica et Cosmochimica Acta . 58 (15): 3191–3198. Bibcode : 1994GeCoA..58.3191M. doi : 10.1016/0016-7037(94)90046-9.
  16. ^ Leopold K, Foulkes M, Worsfold P (март 2010 г.). «Методы определения и видообразования ртути в природных водах — обзор». Analytica Chimica Acta . 663 (2): 127–38. Bibcode : 2010AcAC..663..127L. doi : 10.1016/j.aca.2010.01.048. PMID  20206001.
  17. ^ Селин NE (2009). «Глобальный биогеохимический цикл ртути: обзор». Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 34 (1): 43–63. doi : 10.1146/annurev.environ.051308.084314 . ISSN  1543-5938.
  18. ^ Gilmour CC, Podar M, Bullock AL, Graham AM, Brown SD, Somenahally AC, Johs A, Hurt RA, Bailey KL, Elias DA (октябрь 2013 г.). «Метилирование ртути новыми микроорганизмами из новых сред». Environmental Science & Technology . 47 (20): 11810–20. Bibcode : 2013EnST...4711810G. doi : 10.1021/es403075t. PMID  24024607.
  19. ^ "Mercury: Overview". Oceana . Oceana: Protecting the World's Oceans. 2012. Архивировано из оригинала 4 января 2015 года . Получено 28 февраля 2012 года .
  20. ^ Schartup AT, Balcom PH, Mason RP (январь 2014 г.). «Распределение осадка и поровой воды, общее содержание серы и производство метилртути в эстуариях». Environmental Science & Technology . 48 (2): 954–60. Bibcode : 2014EnST...48..954S. doi : 10.1021/es403030d. PMC 4074365. PMID  24344684. 
  21. ^ Gooday AJ, Sykes D, Góral T, Zubkov MV, Glover AG (август 2018 г.). «Микро-КТ 3D-визуализация раскрывает внутреннюю структуру трех видов абиссальных ксенофиофор (Protista, Foraminifera) из восточной экваториальной части Тихого океана». Scientific Reports . 8 (1): 12103. Bibcode :2018NatSR...812103G. doi :10.1038/s41598-018-30186-2. PMC 6092355 . PMID  30108286.